KR100645766B1

KR100645766B1 - 래틀 소음 방지타입 차량용 전동 스티어링 장치

Info

Publication number: KR100645766B1
Application number: KR1020050092841A
Authority: KR
Inventors: 김승화
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2006-11-14
Anticipated expiration: 2025-10-04

Abstract

본 발명은 래틀 소음 방지타입 차량용 전동 스티어링 장치에 관한 것으로, 래틀 스프링과 같이 외부에서 유격 형성 방지력을 가하지 않고 내부에서 끼워지면서 유격을 흡수함과 더불어 지속적인 가압력을 가해 웜으로부터 발생되는 반력에 의한 소음 발생을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 운전자의 조타력을 회전력으로 변환하는 모터(2)에 의해 회전되는 웜축(3)과 조향축에 연결된 기어박스를 작동하는 조향 파워를 전달하는 웜휠(6)사이에 유격 발생을 차단하는 유격방지수단이,

조향 파워를 어시스트하는 모터(2)에 의해 회전되는 웜축(3)의 끝단 축 부에 결합된 지지베어링(3')과, 기어박스에 연결되는 조향축으로 회전력을 전달하도록 상기 웜축(3)에 치합되어 회전되는 웜휠(6)을 수용한 하우징(5)의 내측면과 상기 지지베어링(3')사이의 공간으로 끼워져 웜축(3)으로 지속적인 가압력을 가하는 테이퍼슬라이더(7)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

래틀 소음 방지타입 차량용 전동 스티어링 장치{Rattle noise preventing type motor driven power steering system in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 전동 스티어링 장치의 래틀 소음 방지를 위한 기어부 구성도

도 2는 본 발명에 따른 래틀 소음 방지타입 기어부의 작용 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 구동수단 2 : 모터

3 : 웜축 3' : 지지베어링

4 : 전달수단 5 : 하우징

6 : 웜휠 7 : 테이퍼슬라이더

7a : 바디

7b : 테이퍼돌출단

본 발명은 차량용 전동 스티어링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기어간의 유격 형성을 방지하도록 웜축 쪽으로 지속적인 힘을 가하도록 된 래틀 소음 방지타입 차량용 전동 스티어링 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 조타력을 발생하는 파워 스티어링장치는 핸들의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도 신속한 조향이 가능하도록 하기 위해서 유압을 이용하도록 설계되어 작동된다.

이와 같은, 파워 스티어링 장치는 작은 힘으로 조향조작을 할 수 있으며 조향기어비의 조작력에 관계없이 선정할 수 있으며, 노면의 요철에서 오는 충격을 흡수하여 핸들에 전달되는 것을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.

또한, 최근에는 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하는 전동식 스티어링 장치를 이용하고 있는 추세이다.

이러한 전동식 스티어링 장치는 통상 EHPS(Electro-hydraulic Power Steering)이나 또는 MDPS(Motor Driven Power Steering)가 있으며, 이중 MDPS 시스템은 펌프에서 유압을 형성하여 파워를 어시스트(assist)하는 유압 시스템과 달리 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트(assist)하는 구조로서, 동력을 발생하는 모터와 연결된 웜축(Worm-Shaft)가 스티어링샤프트(Steering-Shaft)와 연결되어 있는 웜휠(Worm Wheel)을 회전시켜 조향력을 어시스트(assist)하게 된다.

이때, 기어간에 치합되어 회전력을 전달하는 구조에서는 사용 경과에 따라 회전부의 접촉부들간에 마모가 점진적으로 발생해 특히, 웜축의 축방향 유격이 증가함으로써 웜축과 웜휠이 맞물려 회전하는 부분에서 래틀 노이즈(Rattle Noise)가 필연적으로 발생되고, 이로 인해 이와 같은 현상을 방지하도록 통상 래틀 스프링(Rattle Spring)을 이용하여 웜축과 웜휠간의 유격(Gap)을 없애도록 웜축쪽을 가압하여 주는 유격방지수단이 사용되어진다.

그러나, 이와 같이 유격방지수단이 사용되더라도 상기 유격방지수단이 스프링의 탄성력을 이용하여 지속적인 가압력을 가하는 방식이므로, 이 또한 시간이 경과됨에 따라 점진적으로 가압력이 약해지면서 충분한 유격 보상효과를 발휘하지 못하게 되고, 이로 인해 웜축쪽으로부터 발생되는 반력에 대한 내구력이 약화되어 동일한 소음이 발생되는 한계가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 래틀 스프링과 같이 외부에서 유격 형성 방지력을 가하지 않고 내부에서 끼워지면서 유격을 흡수함과 더불어 지속적인 가압력을 가해 웜축으로부터 발생되는 반력에 의한 소음 발생을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 운전자의 조타력을 회전력으로 변화하는 모터에 의해 회전되는 웜축과, 상기 웜축에 치합되어 조향축에 연결된 기어박스를 작동하는 회전력을 발생시키는 웜휠 및 상기 웜축과 웜힐간 치합된 기어 이의 유격 발생을 차단해 유격에 의한 소음을 방지하는 유격방지수단을 구비한 전동 스티어링 장치에 있어서,
상기 유격방지수단은 모터에 의해 회전되는 웜축의 끝단 축 부에 지지베어링이 결합되고,
웜휠을 수용한 하우징내부의 상부부위 공간으로 끼워져 상기 지지베어링을 원주 방향으로 가압하는 바디와, 하우징내부의 측면 공간으로 위치되어져 상기 지지베어링의 끝단 측면을 축 방향으로 가압하도록 상기 바디로부터 경사지게 돌출된 테이퍼돌출단으로 이루어진 테이퍼슬라이더가 결합되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

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이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 전동 스티어링 장치의 래틀 소음 방지를 위한 기어부 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 운전자의 조타력을 모터(2)의 회전력으로 조향 파워를 어시스트(assist)하도록 웜축(3)으로 이루어진 구동수단(1)과, 상기 웜축(3)에 의해 회전되어 기어박스에 연결된 조향축을 회전시키는 웜휠(6)이 수용된 하우징(5)으로 이루어진 전달수단(4) 및 상기 웜축(3)과 웜휠(6)사이에 유격 발생을 차단해 유격에 의한 소음을 방지하는 유격방지수단을 구비한 전동 스티어링장치에 있어서,

상기 유격방지수단은 조향 파워를 어시스트하는 모터(2)에 의해 회전되는 웜축(3)의 끝단 축 부에 결합된 지지베어링(3')과, 기어박스에 연결되는 조향축으로 회전력을 전달하도록 상기 웜축(3)에 치합되어 회전되는 웜휠(6)을 수용한 하우징(5)의 내측면과 상기 지지베어링(3')사이에 끼워져 웜축(3)으로 지속적인 가압력을 가하는 테이퍼슬라이더(7)로 이루어진다.

여기서, 상기 테이퍼슬라이더(7)는 도 2에 도시된 바와 같이, 웜(3)의 끝단 축 부에 결합된 지지베어링(3')이 위치된 하우징(5)내부의 상부부위 간에 형성된 공간으로 끼워지는 바디(7a)와, 상기 지지베어링(3')의 끝단 측면과 하우징(5)내부의 측면 간에 형성된 공간으로 끼워지도록 상기 바디(7a)로부터 경사지게 돌출된 테이퍼돌출단(7b)으로 이루어진다.

이하 본 발명의 작용을 첨부된 면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 일반적인 전동식 스티어링 장치의 작용가 동일하게 차속센서 및 조향토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속운행시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속운행시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하는 기능을 수행하게 됨은 물론이다.

이에 더해, 본원의 조향 파워 어시스트 장치인 구동수단(1)과, 상기 구동수단(1)의 회전력을 통해 회전되어 기어박스쪽으로 전달하는 전달수단(4)사이에 구비된 유격방지수단은, 장기간 사용하는 경우라도 상기 구동수단(1)과 전달수단(4)의 웜축(3)과 웜힐(6)사이의 유격을 형성하지 않고 래틀(Rattle)소음을 발생시키지 않게 된다.

이와 같은, 상기 유격방지수단인 테이퍼슬라이더(7)는 웜축(3)을 지속적으로 가압하면서 웜휠(6)로부터 가해지는 반발력도 흡수하도록 작용하는데 이는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 테이퍼슬라이더(7)는 웜휠(6)과 웜축(3)이 수용되는 하우징(5)내부에서 지지베어링(3')에 지속적인 힘을 가하여 줄 수 있는 구조를 갖기 때문이다.

즉, 상기 테이퍼슬라이더(7)의 전체적인 형상을 이루는 바디(7a)가 하우징(5)내부에서 지지베어링(3')을 하 방향(전체적으로 원주방향임)으로 가압하는 힘(Fa)이 작용해, 웜휠(6)로부터 웜축(3)쪽으로 전달되는 반력을 흡수하면서 지지베어링(3')의 마모에 따른 유격도 흡수하는데 이는, 일반적으로 래틀스프링(Rattle Spring)을 사용하여 웜을 지지하는 베어링부위를 하 방향으로 가압하는 유격방지방식과 동일한 작용을 하지만, 본원의 테이퍼슬라이더(7)는 하우징(5)내부와 지지베어링(3')사이의 간격으로 끼워지는 방식으로 인해 상대적으로 더욱 강한 힘을 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 테이퍼슬라이더(7)는 웜축(3)의 축 방향으로도 힘을 가해주어 이중적으로 유격 발생 가능성을 방지하게 되는데 즉, 상기 테이퍼슬라이더(7)의 바디(7a)로부터 돌출 형성된 테이퍼돌출단(7b)이 지지베어링(3')의 끝단 측면과 하우징(6)내부의 측면간에 형성된 공간으로 끼워지는 구조이므로, 상기 테이퍼돌출단(7b)의 경사에 의해 끼워진 상태에서 웜축(3)의 축 방향으로 지지베어링(3')을 가압하는 힘(Fb)을 발생시켜 주게 된다.

이와 같이, 상기 웜(3)의 축 방향으로 지지베어링(3')을 가압하는 힘(Fb)은 웜휠(6)과 치합된 웜축(3)이 웜휠(6)로부터 떨어지지 않도록 하면서 또한, 외부의 여러 요인들에 의해 웜휠(6)과 웜축(3)으로부터 전달되는 힘(Fr)에 대한 저항으로 작용하여, 상기 웜축(3)이 웜휠(6)과 유격 발생을 형성하지 않도록 작용되어진다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 웜을 지지하는 베어링과 이를 수용하는 하우징사이에 형성된 내부 공간으로 끼어진 상태에서 베어링을 통해 웜축의 반경방향인 원주방향과 축 방향을 가압하여, 베어링 마모나 여러 원인에 의해 발생되는 웜축과 웜힐간의 유격 발생을 지속적으로 차단할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 래틀스프링을 사용하여 유격을 보상할 때에 비해 웜축과 웜휠이 수용된 하우징 내부에서 이중으로 작용하는 힘을 이용하여 유격을 보상하게 되므로, 래틀스프링에서 발생되는 반력이나 베어링등의 마모에 의한 유격 형성에 따른 소음 발생 현상이 제거될 수 있는 효과가 있음은 물론이다.

Claims

운전자의 조타력을 회전력으로 변화하는 모터(2)에 의해 회전되는 웜축(3)과, 상기 웜축(3)에 치합되어 조향축에 연결된 기어박스를 작동하는 회전력을 발생시키는 웜휠(6) 및 상기 웜축(3)과 웜힐(6)간 치합된 기어 이의 유격 발생을 차단해 유격에 의한 소음을 방지하는 유격방지수단을 구비한 전동 스티어링 장치에 있어서,

상기 유격방지수단은 모터(2)에 의해 회전되는 웜축(3)의 끝단 축 부에 지지베어링(3')이 결합되고,

웜휠(6)을 수용한 하우징(5)내부의 상부부위 공간으로 끼워져 상기 지지베어링(3')을 원주 방향으로 가압하는 바디(7a)와, 하우징(5)내부의 측면 공간으로 위치되어져 상기 지지베어링(3')의 끝단 측면을 축 방향으로 가압하도록 상기 바디(7a)로부터 경사지게 돌출된 테이퍼돌출단(7b)으로 이루어진 테이퍼슬라이더(7)가 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 래틀 소음 방지타입 차량용 전동 스티어링 장치.
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